۱۰ کاربرد بارز ربات های صنعتی در تحول صنعت و تولید

” کار اجباری ” این تعریف تحت اللفظی کلمه‌ی ربات به زبان کشور چک اسلواکی برای “ربات” است که اولین بار در دهه 1920 ظاهر شد. اما بعد ها تا دهه 1960 بود که ربات های صنعتی به طبقه تولید خودرو در یک کارخانه مونتاژ معرفی شدند.

به طور علمی تر، ISO 8373:2012 یک ربات صنعتی را اینگونه تعریف می کند: “یک سیستم عمل کننده‌ی چند منظوره با کنترل خودکار، قابل برنامه ریزی مجدد، قابل برنامه ریزی در سه یا چند محور، که می تواند برای استفاده در برنامه های اتوماسیون صنعتی ثابت یا متحرک باشد.” با این حال، در صنعت تولید، ربات‌های صنعتی را به عنوان نیروی کار در نظر می‌گیریم که می‌توانند وظایف خطرناک و یا تکراری مورد نیاز برای عملیات تولید را با درجه بالایی از دقت انجام دهند.

اولین ربات صنعتی، Unimate، در سال 1961 به خط مونتاژ در کارخانه جنرال موتورز در شهر یوینگ، نیوجرسی پیوست. این یک قالب ریخته گری خودکار بود که دستگیره های داغ درب و سایر قطعات خودرو را در خمره های مایع خنک کننده آزاد می کرد. در یک خط تولید که آنها را برای تکمیل نهایی و صاف کردن به کارگران منتقل کرد.

قابلیت برنامه‌ریزی روبات‌های صنعتی تا حد زیادی ابزاری بود که می‌توانست از آن‌ها برای کارهای مختلف استفاده شود، اما واقعاً به آنها هوشمندی نمی‌داد. آنها کارهای یکنواخت و نا امن را تکمیل کردند و به دلیل دقت و تکرارپذیری آنها به کار گرفته شدند. در نتیجه، بر اساس اعلام فدراسیون بین المللی رباتیک، صنعت خودروسازی از سال 2010 مهمترین مشتری ربات های صنعتی بوده است.

ربات های صنعتی از زمان معرفی خود به چشم انداز تولید، محیط کار صنعتی را در سراسر صنایع متحول کرده اند. در واقع رشد بازار روبات های صنعتی باورنکردنی است. پیش بینی می شود که تا سال 2027 این صنعت بیش از 66 میلیارد دلار ارزش داشته باشد.

کاربرد ربات های صنعتی

• جوش قوس الکتریکی

جوشکاری قوس الکتریکی یا جوشکاری رباتی در دهه 1980 رایج شد. یکی از نیروهای محرک برای تبدیل به جوشکاری رباتی، بهبود ایمنی کارگران از سوختگی قوس الکتریکی و استنشاق دودهای خطرناک است.

• جوش نقطه ای

جوش نقطه ای دو سطح فلزی در تماس را با هدایت یک جریان بزرگ از طریق نقطه به یکدیگر متصل می کند، که فلز را ذوب می کند و در زمان بسیار کوتاهی (تقریباً ده میلی ثانیه) جوش تحویل نقطه را تشکیل می دهد.

از سری های ربات های جوشکاری یاسکاوا می‌توان به سری های  HC10 و HC20 وAR  اشاره کرد.

حال به فشرده ترین سلول جوشکاری Yaskawa می‌پردازیم. این مدل از ربات ایده آل برای تکمیل یا جایگزینی جوش دستی قطعات کوچک، مانند پیش مونتاژ قبل از جوشکاری در سلول های روباتیک بزرگتر، ArcWorld® HS (AWHS) بسیار به کار خواهد آمد. ایده آل برای چیدمان های تولید فشرده، AWHS تنها به 1.4 متر مربع (15 فوت مربع) فضای کف نیاز دارد. این مدل از ربات جوشکاری قوسی استفاده می کند و دارای درب ایستگاه لولایی (HS) است که امکان دسترسی آسان برای بارگیری و تخلیه قطعات را فراهم می کند. میز ثابت برجسته با ظرفیت بار 100 کیلوگرمی به صورت استاندارد ارائه می شود و می تواند قطعات تا اندازه 550 × 500 × 1050 میلی متر را پردازش کند. یک بسته جوش یکپارچه با منبع تغذیه Lincoln Electric Power Wave® R450 نیز به نمایش گذاشته خواهد شد که فرآیندهای تامین توسط رابط جهانی Weldcom (UWI) قابل دسترسی است.

• جابجایی مواد

ربات های جابجایی مواد برای جابجایی، بسته بندی و انتخاب محصولات مورد استفاده قرار می گیرند. آنها همچنین می توانند عملکردهای مربوط به انتقال قطعات از یک قطعه به تجهیزات دیگر را خودکار کنند. هزینه های مستقیم نیروی کار کاهش می یابد و بسیاری از فعالیت های خسته کننده و خطرناک که به طور سنتی توسط نیروی کار انسانی انجام می شود حذف می شود.

• مراقبت از ماشین

اتوماسیون رباتیک برای مراقبت از ماشین، فرآیند بارگیری و تخلیه مواد خام به ماشین آلات برای پردازش و نظارت بر ماشین در حین انجام کار است.

• رنگ پاشی

رنگ پاشی رباتیک در تولید خودرو و بسیاری از صنایع دیگر استفاده می شود زیرا باعث افزایش کیفیت و قوام محصول می شود. صرفه جویی در هزینه نیز از طریق کار مجدد کمتر محقق می شود.

• چیدن، بسته بندی و پالت سازی

اکثر محصولات قبل از ارسال نهایی چندین بار مورد رسیدگی قرار می گیرند. چیدن و بسته بندی رباتیک سرعت و دقت را در کنار کاهش هزینه های تولید افزایش می دهد.

• مونتاژ

ربات ها به طور معمول محصولات را مونتاژ می کنند و کارهای خسته کننده را حذف می کنند. ربات ها خروجی را افزایش داده و هزینه های عملیاتی را کاهش می دهند.

• برش مکانیکی، سنگ زنی، سوراخ کردن و پرداخت

کاربرد خاص در روبات ها گزینه ای برای تولید فراهم می کند که در غیر این صورت خودکار کردن آن بسیار دشوار است. نمونه ای از آن تولید ایمپلنت های ارتوپدی مانند مفاصل زانو و لگن است. صاف کردن و صیقل دادن مفصل ران با دست معمولاً 45 تا 90 دقیقه طول می کشد در حالی که یک ربات می تواند همان عملکرد را تنها در چند دقیقه انجام دهد.

• چسب، آب بندی چسب و مواد پاشش

ربات‌های سیلر با پیکربندی‌های بازوی روباتیک متعددی ساخته شده‌اند که ربات را قادر می‌سازد تا چسب‌ها را روی هر نوع محصولی اعمال کند. مزیت اصلی در این برنامه افزایش کیفیت، سرعت و قوام محصول نهایی است.

• سایر فرآیندها

اینها شامل ربات های بازرسی، برش واترجت و لحیم کاری است.

پنج نوع اصلی ربات های صنعتی

طبق اعلام فدراسیون بین المللی رباتیک، بیش از پنج نوع ربات صنعتی وجود دارد، اما رایج ترین آنها را می توان بر اساس ساختار مکانیکی طبقه بندی کرد.

ربات های دکارتی

اینها بر روی سه محور خطی با استفاده از سیستم مختصات دکارتی (X,Y,Z) کار می کنند، به این معنی که از سه مفصل لغزنده برای حرکت به سمت بالا و پایین، داخل و خارج و پهلو به پهلو استفاده می کنند. ربات دکارتی رایج ترین ربات صنعتی است که معمولا برای ماشین های CNC یا چاپ سه بعدی استفاده می شود.

ربات های اسکارا

ربات های بازوی ربات مفصلی با انطباق انتخابی (SCARA) دارای دو مفصل دوار موازی هستند که انطباق را در یک هواپیما فراهم می کنند. ربات SCARA معمولاً برای برنامه های مونتاژ استفاده می شود و در حرکات جانبی تخصص دارد.

ربات مفصلی

با دو تا 10 (یا بیشتر) مفصل، ربات های مفصلی با یک مفصل پیچشی به پایه متصل می شوند. شبیه بازوی انسان، معمولا در بسته بندی، نقاشی، ریخته گری فلزات و سایر کاربردهای صنعتی استفاده می شود.

ربات های دلتا

این روبات‌های عنکبوت‌مانند که به‌شدت برای تولید در صنایع غذایی، دارویی و الکترونیک استفاده می‌شوند، با یک پایه مشترک به هم متصل هستند. ربات دلتا به دلیل دقت در سرعت بالا معمولاً برای برنامه های انتخاب و مکان سریع استفاده می شود.

ربات های استوانه ای

این ربات فشرده که برای فضاهای کوچک مناسب است، حداقل یک مفصل چرخشی برای حرکت چرخشی و یک مفصل منشوری برای حرکت خطی دارد. کاربردهای رایج ربات استوانه ای شامل مونتاژ ساده، ریخته گری قالبی و بارگیری و تخلیه ماشینی است.

آینده ربات های صنعتی و برنامه های کاربردی

در حالی که ممکن است اینها از نظر تاریخی رایج ترین کاربردها و انواع ربات های صنعتی بوده باشند، ربات های امروزی کمتر به ساختار مکانیکی خود می پردازند.

در گذشته از ربات ها خواسته می شد تا کارهای بسیار خاصی را انجام دهند، معمولاً در یک مکان ثابت. اما امروزه، کاربرد مشترک ربات‌های صنعتی به لطف حسگرهای آگاه از محیط‌زیست که بر فاکتور شکل و عملکرد آنها تأثیر می‌گذارد، به طرز چشمگیری در حال پیشرفت است. اکنون، این روبات‌های صنعتی یا ربات‌های مشترک، در کنار اپراتورهای کارخانه کار می‌کنند و بخشی از تمام کارهایی که کارگران انسانی انجام می‌دهند را انجام می‌دهند. تکثیر حسگرها این امکان را برای آنها فراهم کرده است که در محیطی با افراد کار کنند و اطلاعات مربوط به محیط خود را ثبت کنند. در نتیجه، می‌توانیم داده‌ها را در هر مرحله از فرآیند تولید برای ردیابی کامل و تجزیه و تحلیل دقیق داده‌ها جمع‌آوری کنیم تا تصمیمات بهتری برای آینده بگیریم.

پیشرفت‌های فناوری رباتیک همچنین به ما امکان می‌دهد ربات‌ها را از کف کارخانه بیرون بیاوریم و آن‌ها را برای کاربردهای کاملاً جدید، مانند خرده‌فروشی، متحرک و مستقل کنیم. با معرفی ربات Badger Technologies توسط Ahold Delhaize که برای بهبود عملکرد فروشگاه ها طراحی شده است، تجارت فروشگاه های مواد غذایی را تحت تأثیر قرار داده اند. این ربات مجهز به حسگرها، سیستم‌های ناوبری و دوربین‌های متعدد، راهروهای فروشگاه را در کنار کارکنان و مشتریان برای اسکن طبقه‌ها برای شرایط خطرناکی مانند نشت کردن، می‌باشند. به طور همزمان، ربات ها موجودی،اقلام گمشده، قیمت نادرست یا نامناسب را بررسی می‌کنند. اما در آینده، روبات‌های مستقل در همه جنبه‌های خرده‌فروشی، از انبار تا تحویل، کار خواهند کرد.

در صنایع دیگر، مانند کشاورزی، پهپادهای رباتیک می توانند یک مزرعه را برای یافتن کمبودها در محصولات بررسی کنند. آنها می توانند سطح آب و خشکی را تجزیه و تحلیل کنند و در عین حال رسیده بودن کالا را تعیین کنند. روبات‌های متحرک و پهپادها بر خطوط لوله نفت و گاز و سیستم‌های انتقال الکتریکی نظارت می‌کنند.

ربات ها همچنان کارهای پیش پا افتاده، یکنواخت و زمان بری را انجام می دهند که کارکنان از آن لذت نمی برند و در عین حال داده های ارزشمندی را برای بهبود عملیات ارائه می دهند. بدون حسگرها و سایر پیشرفت های اخیر، هیچ یک از اینها امکان پذیر نخواهد بود. البته هوش مصنوعی (AI) بخش مهمی از این سیستم است. هوش مصنوعی قابلیت‌های فناوری رباتیک را تغییر خواهد داد.

برای کسب اطلاعات بیشتر درباره‌ی ربات های یاسکاوا با شماره‌ی 88526863-021 تماس بگیرید.